KR100499356B1 - Directivity condenser microphone - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조립공정을 간소화하고 조립과정에서의 특성변화를 최소화할 수 있도록 부품 수를 줄이고 지향특성을 개선하기 위한 지향성 콘덴서 마이크로폰에 관한 것으로서 금속 케이스와 고정전극과의 절연과 고정전극과 인쇄회로기판의 FET와의 전기적인 접속 및 콘덴서 마이크로폰의 후방으로부터 유입되는 음파의 전달시간 지연을 위한 지지물을 그 표면에 니켈이 진공 증착된 후 금속 케이스와 절연이 되도록 성형함으로써 부품 수를 줄이고 두께를 최소화하며 조립공정을 단순화하면서도 콘덴서 마이크로폰의 지향특성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a directional condenser microphone for reducing the number of parts and improving the directivity characteristics in order to simplify the assembly process and minimize the change in the characteristics of the assembly process, the insulation of the metal case and the fixed electrode, the fixed electrode and the printed circuit board The support for the electrical connection to the FET and the delay of the propagation time of the sound waves flowing from the rear of the condenser microphone are molded so that the surface is insulated from the metal case after vacuum deposition of nickel on the surface, thereby reducing the number of parts and minimizing the thickness. In addition, the directivity of the condenser microphone can be improved while simplifying the operation.
Description
본 발명은 지향특성이 향상된 지향성 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다. 특히 본 발명은 금속 케이스와 고정전극과의 절연과 고정전극과 인쇄회로기판의 FET와의 전기적인 접속 및 음파 전달의 시간지연을 위한 지지물을 그 표면에 니켈이 진공 증착된 후 금속 케이스와 절연이 되도록 성형함으로써 부품 수를 줄이고 두께를 최소화하며 조립공정을 단순화하면서도 콘덴서 마이크로폰의 지향특성을 향상시킬 수 있도록 하는 지향특성이 향상된 지향성 콘덴서 마이크로폰에 관한 것이다. The present invention relates to a directional condenser microphone with improved directivity. In particular, the present invention provides a support for the insulation of the metal case and the fixed electrode, the electrical connection between the fixed electrode and the FET of the printed circuit board, and the time delay of sound wave transmission so that the nickel is vacuum-deposited on the surface thereof to be insulated from the metal case. The present invention relates to a directional condenser microphone with improved directivity, which reduces the number of parts, minimizes thickness, and simplifies the assembly process while improving the directivity of the condenser microphone.
일반적으로, 콘덴서 마이크로폰(Condenser Microphone)은 평행판 콘덴서의 정전용량 변화를 이용한 마이크로폰으로서 한 쪽엔 고정전극을 두고 다른 한 쪽엔 고정전극과 대향되게 도전성의 진동판을 전극으로 두고, 이 양 전극 간에 수 10 KΩ의 저항을 통해서 높은 직류전압을 가하게 된다. 이에 따라 음압에 의한 전극 간격의 변화로 인해 양 전극 사이의 정전용량의 변화가 전기신호인 음성신호로 얻어진다. In general, a condenser microphone is a microphone using a capacitance change of a parallel plate condenser. The condenser microphone has a fixed electrode on one side and a conductive diaphragm as an electrode opposite to the fixed electrode on the other side. Through the resistance of the high DC voltage is applied. As a result, a change in capacitance between both electrodes is obtained as a voice signal, which is an electric signal, due to a change in electrode spacing due to sound pressure.
콘덴서 마이크로폰의 주파수의 특성은 30 kHz부근까지 거의 평탄하며, 고충실도의 마이크로폰이지만 출력이 작고, 측정용 및 방송용을 포함하여 최근에는 휴대전화, PDA 등과 같은 이동통신 단말기 등에 광범위하게 적용되고 있다.The frequency characteristic of the condenser microphone is almost flat up to 30 kHz, and is a high fidelity microphone, but its output is small, and recently, it has been widely applied to mobile communication terminals such as mobile phones, PDAs, and the like.
이와 같은 콘덴서 마이크로폰의 동작이론 및 원리를 살펴보면, 이른바 콘덴서 마이크로폰의 내부 구성부품은 매우 정밀하고 또 외부의 전기잡음(Electric Noise)에 민감하므로 먼지나 이물질의 침투와 전기잡음으로부터 충분하게 보호되기 위해 음파 유입구가 형성된 금속의 케이스 속에 적층 밀봉되어 있다.Looking at the theory and principle of operation of the condenser microphone, the so-called internal components of the condenser microphone are very precise and sensitive to external electric noise, so that sound waves can be sufficiently protected from infiltration of dust or foreign matter and electric noise. The inlet is laminated and sealed in a metal case formed.
음파 유입구를 통해 필름 금속 진동판(Diaphragm)에 음파가 가해졌을 때 진동판이 진동하면 진동판과 고정전극(Polar Plate or Back Plate) 사이의 거리변화, 즉 음파에 의한 거리변화가 일어나는데, 이러한 물리적 변화현상을 전기적으로 변환하여 정전용량의 변화를 파악할 수 있다.When sound wave is applied to the film metal diaphragm (Diaphragm) through the sound wave inlet, when the diaphragm vibrates, the distance change between the diaphragm and the fixed plate (Polar Plate or Back Plate), that is, the distance change due to sound waves, occurs. It can be converted electrically to grasp changes in capacitance.
통상, 콘덴서 마이크로폰은 정전용량이 작고 전기적 임피던스가 높아 일반 증폭기(Amplifier)와 직접 연결하여 사용할 수 없으므로 증폭기가 요구하는 입력 임피던스와 정합시키기 위하여 임피던스 변환소자인 FET와 결합하여 사용하는 것이 일반적이다.In general, a condenser microphone has a small capacitance and a high electrical impedance, and thus cannot be directly connected to a general amplifier. Therefore, a condenser microphone is generally used in combination with an FET, which is an impedance conversion element, to match the input impedance required by the amplifier.
여기서, FET는 전계효과 트랜지스터로서 소스, 게이트, 드레인의 3단자로 구성된 능동소자인데, 게이트의 전위가 변화함에 따라 드레인과 소스 간에 흐르는 전류 값이 변화함으로 ECMs(Electrostatic Condenser Microphone system)의 기본 작동회로를 구성하여 음파에 따른 전기적 신호를 얻을 수 있게 된다. Here, the FET is a field effect transistor, which is an active device composed of three terminals of a source, a gate, and a drain, and a basic operation circuit of an electrostatic condenser microphone system (ECMs) by changing the current value flowing between the drain and the source as the potential of the gate changes. It can be configured to obtain an electrical signal according to the sound waves.
콘덴서 마이크로폰은 성극전압으로 수백 볼트(V)의 직류 외부공급 전원이 요구되지만 ECMs는 무극성 콘덴서 마이크로폰의 일종으로 전하축적 특성이 우수한 고분자필름에 금속을 증착하여 진동판으로 사용하거나 고분자 필름을 고정전극에 접착하여 전하를 축적시킴으로써 외부 공급전원을 생략시킨 것이다.Condenser microphones require a DC external supply of hundreds of volts at positive polarity voltage, but ECMs are nonpolar condenser microphones that deposit metal on polymer films with excellent charge storage characteristics and use them as diaphragms or bond polymer films to fixed electrodes. By accumulating charge, the external power supply is omitted.
마이크나 유무선 전화기, 비디오카세트 레코드, 디지털 카메라 등에 장착하여 사용할 수 있도록 된 콘덴서 마이크로폰은 음파 유입구가 천공된 케이스와, 케이스 상부에 위치하여 음파 유입구를 통해 먼저나 습기 또는 이물질 등이 케이스 내부로 유입되는 것을 방지하는 필터와, 케이스 내부에 위치하며 음파 유입구를 통해 유입된 음의 진동을 유도하도록 케이스 내부에 공간을 유지시키는 진동판 플레이트와, 진동판 플레이트의 하단에 위치하여 음파 유입구를 통해 유입된 음에 의해 진동하는 진동판과, 진동판의 하단에 위치하여 음의 진동을 전달하도록 일정간격을 유지시켜 주는 스페이서와, 스페이서 하단에 위치하며 각 부의 유동을 방지 및 지지하고, 전체 형상의 변형을 방지하는 지지물과, 지지물 내부에 위치하고 스페이서에 의해 진동판과 일정간격으로 진공상태를 유지하며 진동판의 진동에 따라 변하는 정전용량을 검출하는 고정전극과, 지지물 내부 및 고정전극 하단에 위치하며 정합용 FET의 게이트와 상기 고정전극을 접속시키는 연결 링과, 도전성 물질로 회로가 배선되어 있는 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판 위에 접합되어 정전용량의 변화에 따른 전위변화를 전기신호로 증폭 변환하는 FET 등으로 구성되어 있다.The condenser microphone, which can be used by attaching it to a microphone, wired / wireless telephone, video cassette recorder, digital camera, etc., is a case in which the sound inlet is perforated, and the upper part of the case allows the first or moisture or foreign substances to enter the inside of the case. A filter to prevent the vibration, a diaphragm plate positioned inside the case and maintaining a space inside the case to induce vibration of sound introduced through the sound wave inlet, and a sound placed through the sound wave inlet located at the bottom of the diaphragm plate. A vibrating diaphragm, a spacer positioned at the lower end of the diaphragm to maintain a predetermined interval to transmit negative vibration, a support positioned at the lower end of the spacer to prevent and support the flow of each part, and to prevent deformation of the overall shape; Located inside the support, the diaphragm and A fixed electrode which maintains a vacuum state at a predetermined interval and detects capacitance changing according to vibration of the diaphragm, a connection ring which is located inside the support and at the bottom of the fixed electrode and connects the gate of the matching FET to the fixed electrode, and a conductive material A printed circuit board, in which furnace circuits are wired, and a FET bonded on the printed circuit board to amplify and convert a potential change caused by a change in capacitance into an electric signal.
도1 및 도2는 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 것으로서, 콘덴서 마이크로폰은 금속 케이스(101) 내에 진동판 플레이트(102), 진동판(103), 스페이서(104), 고정전극(105), 지지물(107), 연결 링(108) 및 인쇄회로기판(109) 등이 순차적으로 내입된 구조를 갖는다. 특히, 도1 및 도2의 콘덴서 마이크로폰은 인쇄회로기판(109)에 다수의 음파 유입구가 형성되고, 고정전극(105)과 인쇄회로기판(109) 사이에 필터(106)가 내입되어 있어, 전방으로부터 유입되는 음파에 보다 민감하게 반응하는 지향특성을 갖는다.1 and 2 show a conventional condenser microphone, in which the condenser microphone has a diaphragm plate 102, a diaphragm 103, a spacer 104, a fixed electrode 105, a support 107, in a metal case 101. The connection ring 108, the printed circuit board 109, and the like are sequentially embedded. In particular, in the condenser microphones of FIGS. 1 and 2, a plurality of sound wave inlets are formed in the printed circuit board 109, and a filter 106 is interposed between the fixed electrode 105 and the printed circuit board 109. It has directivity that responds more sensitively to sound waves coming from.
그러나 상기한 콘덴서 마이크로폰은 금속 케이스와 고정전극을 절연시키고, 고정전극과 인쇄회로기판을 전기적으로 접속하기 위해 지지물과 연결 링 등이 구비되어 있어 구성요소가 늘어나고, 인쇄회로기판의 음파 유입구를 통해 후방으로부터 유입되는 음파를 시간 지연시키는 특성이 도3과 같이 나타나기 때문에 후방에서 발생한 후 전방, 즉 금속 케이스의 음파 유입구를 통해 유입되는 음파를 보다 효율적으로 상쇄시키지 못한다.However, the condenser microphone insulates the metal case and the fixed electrode, and is provided with a support and a connection ring to electrically connect the fixed electrode and the printed circuit board, so that the component is increased, and through the sound wave inlet of the printed circuit board. Since the time-delaying characteristic of the sound wave flowing in is shown in FIG. 3, it does not cancel the sound wave flowing through the front, that is, through the sound wave inlet of the metal case more efficiently.
통상적으로 단일 지향성 콘덴서 마이크로폰은 하나의 특정방향에서 음의 수음(收音)에 민감하고, 다른 방향의 음에 대해서는 덜 민감하게 반응하여야 하나, 일본에서 시판중인 지향성 콘덴서 마이크로폰은 도3에 도시한 바와 같이 콘덴서 마이크로폰의 전면(위) 혹은 후방(아래)에서 각 주파수 대역에 대한 특성을 가지고, 국내에서 시판중인 지향성 콘덴서 마이크로폰은 도4에 도시한 바와 같이 콘덴서 마이크로폰의 전면(위) 혹은 후방(아래)에서 각 주파수 대역에 대한 특성을 가지고 있어, 하나의 방향에 대한 지향성 특성이 양호하지 못하다. Typically, a unidirectional condenser microphone should be sensitive to sound pick up in one particular direction and less sensitive to sound in the other direction, but a directional condenser microphone commercially available in Japan is shown in FIG. The directional condenser microphone which is commercially available in Korea has characteristics for each frequency band at the front (top) or the rear (bottom) of the condenser microphone, and the commercially available directional condenser microphone is shown at the front (top) or rear (bottom) of the condenser microphone as shown in FIG. Because of the characteristics for each frequency band, the directivity characteristic in one direction is not good.
또한 인쇄회로기판의 음파 유입구를 통해 유입되는 음파가 인쇄회로기판과 진동판과의 거리와 전 주파수 대역에 대해 균일하게 필터링하는지 못하는 필터에 의해서만 시간 지연되고 있기 때문에 음파의 전 주파수 대역에 대해 고르게 시간지연이 이루어지지 않아 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생한 음파가 완전히 제거된 콘덴서 마이크로폰의 양호한 지향특성을 얻을 수 없다.In addition, since the sound wave flowing in through the sound wave inlet of the printed circuit board is delayed only by the distance between the printed circuit board and the diaphragm and the filter that cannot filter uniformly over the entire frequency band, the time delay is uniformly applied to the entire frequency band of the sound wave. Since this is not done, it is impossible to obtain good directivity of the condenser microphone from which sound waves generated from the rear of the condenser microphone are completely removed.
본 발명의 목적은 콘덴서 마이크로폰의 부품 수를 줄이고 두께를 최소화하며 조립공정을 단순화하면서도 지향특성의 향상을 도모할 수 있도록 하는 지향특성이 향상된 지향성 콘덴서 마이크로폰을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a directional condenser microphone with improved directivity, which can reduce the number of parts of the condenser microphone, minimize the thickness, and simplify the assembly process while improving the directivity.
또한 본 발명의 다른 목적은 콘덴서 마이크로폰의 부품 수가 줄고 조립공정이 단순화되어 콘덴서 마이크로폰의 전체 두께를 줄임과 아울러 생산원가를 낮출 수 있도록 하는 지향특성이 향상된 지향성 콘덴서 마이크로폰을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a directional condenser microphone with an improved directivity characteristic to reduce the number of parts of the condenser microphone and simplify the assembly process to reduce the overall thickness of the condenser microphone and lower the production cost.
그리고 본 발명의 또 다른 목적은 인쇄회로기판의 음파 유입구를 통해 진동판에 전달되는 음파를 전 주파수 대역에 대해 시간 지연시킴으로써 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생되는 전방에 있는 금속 케이스의 음파 유입구를 통해 진동판에 전달되는 음파를 상쇄시킬 수 있도록 하는 지향특성이 향상된 지향성 콘덴서 마이크로폰을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to time-delay the sound waves transmitted to the vibration plate through the sound wave inlet of the printed circuit board to the vibration plate through the sound wave inlet of the metal case in front of the rear side of the condenser microphone. An object of the present invention is to provide a directional condenser microphone with an improved directivity characteristic that can cancel out sound waves.
본 발명에 의한 지향특성이 향상된 지향성 콘덴서 마이크로폰은, 중앙에 음파 유입구가 천공된 용기형상을 가지며 최상단의 단부가 안쪽으로 절곡되어 내부의 구성요소들을 고정시켜 주는 금속 케이스와, 상기 금속 케이스 내부에 위치하며 상기 음파 유입구를 통해 유입된 음파에 의한 진동판의 진동을 유도할 수 있도록 상기 금속 케이스 내부에 공간을 형성시켜 주며 진동판의 외곽을 잡아주는 진동판 플레이트와, 상기 진동판 플레이트의 상단에 위치하고 상기 음파 유입구를 통해 유입된 음파에 의해 진동하며, 전면이 전하가 축적된 필름형상의 금속극판으로 구성된 진동판과, 상기 진동판의 상단에 위치하며 음파에 의한 진동판의 진동을 위해 진동판과 고정전극 사이의 공극(air gap)을 유지시켜 주는 절연재질의 스페이서와, 상기 진동판과 마주보는 면에 전하가 축적된 필름이 부착된 금속재질로 이루어지고 다수개의 통공이 천공되며 상기 지지물 내부에 위치해서 스페이서를 사이에 두고 진동판과 일정간격의 공극을 유지하게 되는 고정전극(back plate)과, 상기 스페이서의 상단에 위치하며 상기 고정전극과 상기 금속 케이스를 절연시키고, 인쇄회로기판의 음파 유입구로 들어오는 음파의 전달을 지연시키며, 상기 고정전극을 인쇄회로기판에 형성된 FET의 게이트에 전기적으로 연결시켜 주는 지지물(base) 및 상기 금속 케이스 내의 최상단에 위치해서 상기 금속 케이스 및 상기 지지물과 전기적으로 접속되고 상기 진동판의 진동으로 인한 진동판과 고정전극 사이의 정전용량의 변화에 따른 전위변화를 전기신호로 증폭 변환하기 위한 FET가 납땜되며 다수의 음파 유입구가 천공된 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.The directional condenser microphone with improved directivity according to the present invention includes a metal case having a container shape in which a sound wave inlet is perforated at the center and having an upper end bent inward to fix internal components, and being located inside the metal case. And a diaphragm plate for forming a space inside the metal case and holding an outer portion of the diaphragm so as to induce vibration of the diaphragm due to the sound waves introduced through the sonic wave inlet, and located at an upper end of the diaphragm plate. An air gap between the diaphragm and the fixed electrode for vibration of the diaphragm, which is vibrated by sound waves introduced through the vibration plate, and is formed on the front of the diaphragm, and is formed on the top of the diaphragm. ) Insulating spacers facing the diaphragm The back electrode is made of a metal material attached to the film accumulated charge on the surface and a plurality of holes are perforated and located inside the support to maintain the gap between the diaphragm and the predetermined distance between the spacer and Positioned on top of the spacer to insulate the fixed electrode from the metal case, delay transmission of sound waves entering the sound wave inlet of the printed circuit board, and electrically connect the fixed electrode to the gate of the FET formed on the printed circuit board. It is located at the top of the base and the metal casing to be electrically connected to the metal case and the support, and the electric potential change according to the change of capacitance between the diaphragm and the fixed electrode due to the vibration of the diaphragm is converted into an electrical signal. FETs for amplifying and converting are soldered and a plurality of acoustic wave inlets It is characterized by including.
또한 본 발명에 있어서, 상기 지지물은, 절연재질로 성형된 성형물로서, 중심으로부터 일정거리를 두고 음파의 전달을 지연시키기 위한 다수의 통공이 형성되고, 외곽엔 상하로 일정높이의 턱이 형성되며, 상기 성형물의 상하면과 통공에 니켈이 진공 증착되어, 성형물의 상하면이 전기적으로 서로 접속되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the support is formed of an insulating material, a plurality of through-holes for delaying the transmission of sound waves at a predetermined distance from the center is formed, the outer jaw of a certain height is formed in the upper and lower, It is preferable that nickel is vacuum-deposited on the upper and lower surfaces and the through holes of the molding, and the upper and lower surfaces of the molding are electrically connected to each other.
또한 본 발명에 있어서, 상기 지지물은, 상기 성형물의 표면 전체에 니켈이 진공 증착된 후 성형물의 측면과 상하면 외곽에 진공 증착된 니켈이 절삭되어 이루어지는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the support is formed by vacuum-depositing nickel on the upper and lower surfaces of the molding after the vacuum is deposited on the entire surface of the molding.
또한 본 발명에 있어서, 상기 고정전극과 상기 지지물 사이에는 인쇄회로기판의 음파 유입구를 통해 진동판에 전달되는 음파의 전달을 지연시키기 위한 소정 두께의 필터가 내입되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that a predetermined thickness of a filter is inserted between the fixed electrode and the support to delay the transmission of sound waves transmitted to the diaphragm through the sound wave inlet of the printed circuit board.
또한 본 발명에 있어서, 상기 금속 케이스의 밑면에는 이물질의 유입을 차단하기 위한 부직포가 부착되는 것이 바람직하다.In addition, in the present invention, the bottom surface of the metal case is preferably attached to the non-woven fabric for blocking the inflow of foreign matter.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
도5 및 도6은 본 발명에 의한 지향성 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 도면으로서, 전도성 재질로 이루어지고 용기형상을 가지는 금속 케이스(11)는 최하단의 중앙에 전방에서 발생된 음파와 후방에서 발생된 음파가 유입될 수 있는 음파 유입구(12)가 천공되어 있다. 상기 금속 케이스(11)는 콘덴서 마이크로폰을 구성하는 진동판 플레이트(14)와 진동판(15), 고정전극(17), 필터(19), 지지물(20) 및 인쇄회로기판(25)을 수용하는 역할과 함께 진동판(15)의 한쪽 면에 부착된 진동판 플레이트(14)를 인쇄회로기판(25)의 FET에 전기적으로 접속시켜 주는 역할도 한다. 즉, 금속 케이스(11) 내에 진동판 플레이트(14)와 진동판(15), 고정전극(17), 필터(19), 지지물(20) 및 인쇄회로기판(25) 등이 수용된 상태에서, 금속 케이스(11)의 상단(13)이 안쪽으로 절곡되어 금속 케이스(11) 내에 위치한 여러 구성요소들이 움직이지 않는다. 5 and 6 are views illustrating a directional condenser microphone according to the present invention, in which the metal case 11 made of a conductive material and having a container shape has sound waves generated from the front and sound waves generated from the rear in the lowermost center thereof. A sonic inlet 12, which may be perforated, is perforated. The metal case 11 accommodates the diaphragm plate 14, the diaphragm 15, the fixed electrode 17, the filter 19, the support 20, and the printed circuit board 25 constituting the condenser microphone. Together, the diaphragm plate 14 attached to one side of the diaphragm 15 also serves to electrically connect the FET of the printed circuit board 25. That is, in the state where the diaphragm plate 14, the diaphragm 15, the fixed electrode 17, the filter 19, the support 20, the printed circuit board 25, etc. are accommodated in the metal case 11, the metal case ( The top 13 of 11 is bent inward so that the various components located within the metal case 11 do not move.
상기 금속 케이스(11)의 밑면에 음파 유입구(12)를 차단하는 부직포(10)와 같은 필터가 부착되어 있기 때문에 외부에서 발생된 각종 이물질들이 케이스(11) 내부로 유입되어 콘덴서 마이크로폰의 특성에 영향을 주지 않는다.Since a filter such as a nonwoven fabric 10 for blocking the sound wave inlet 12 is attached to the bottom of the metal case 11, various foreign substances generated from the outside are introduced into the case 11 to affect the characteristics of the condenser microphone. Does not give.
상기 금속 케이스(11) 내의 최하단에 적층되는 진동판 플레이트(14)와 진동판(15)은 진동판(15)이 진동판(15)의 조립과정이나 진동판(15)의 떨림에도 불구하고 구겨짐 없이 평탄한 상태를 유지하고 진동판 플레이트(14)와 진동판(15)의 수월한 조립공정을 수행하기 위하여 이들은 진동판 플레이트(14)에 진동판(15)이 부착된 상태로 조립되어진다.The diaphragm plate 14 and the diaphragm 15 stacked at the lowermost end of the metal case 11 maintain the flat state without being wrinkled despite the assembling process of the diaphragm 15 or the vibration of the diaphragm 15. In order to perform the easy assembly process of the diaphragm plate 14 and the diaphragm 15, they are assembled with the diaphragm 15 attached to the diaphragm plate 14.
상기 진동판 플레이트(14)는 도넛 형상으로 가공 처리된 판재로서 진동판(15)을 금속 케이스(11)에 전기적으로 연결시켜 주고, 금속 케이스(11)의 음파 유입구(12)를 통해 유입된 음파에 의한 진동판(15)의 진동을 유도할 수 있도록 상기 금속 케이스(11) 내부에 공간을 형성시켜 준다. 물론, 위에서도 언급했듯이 진동판 플레이트(14)의 상면에 진동판(15)이 부착되어 있기 때문에 진동판 플레이트(14)가 진동판(15)의 외곽을 잡아주는 역할을 하여, 진동판(15)이 구겨지지 않고 평탄상태를 유지하게 된다.The diaphragm plate 14 is a plate material processed into a donut shape, and electrically connects the diaphragm 15 to the metal case 11, and is caused by sound waves introduced through the sound wave inlet 12 of the metal case 11. A space is formed inside the metal case 11 to induce vibration of the diaphragm 15. Of course, as mentioned above, since the diaphragm 15 is attached to the upper surface of the diaphragm plate 14, the diaphragm plate 14 serves to hold the outer edge of the diaphragm 15, so that the diaphragm 15 is not wrinkled and is flat. State is maintained.
상기 진동판 플레이트(14)의 상면에 부착된 진동판(15)은 전면에 전하가 축적된 필름 형상의 금속극판으로서 스페이서(16)를 사이에 두고 고정전극(17)과 소정의 이격거리를 유지하며, 상기 금속 케이스(11)의 음파 유입구(12)를 통해 유입된 음파에 의해 진동한다. 다시 말해, 음파 유입구(12)를 통해 유입된 음파에 의한 진동판(15)의 진동으로 진동판(15)과 고정전극(17) 사이의 거리가 변화하므로 음파에 따라 진동판(15)과 고정전극(17) 사이에 형성된 전위가 변화한다.The diaphragm 15 attached to the upper surface of the diaphragm plate 14 is a film-shaped metal electrode plate in which charges are accumulated on the front surface, and maintains a predetermined distance from the fixed electrode 17 with the spacer 16 therebetween. It vibrates by the sound wave introduced through the sound wave inlet 12 of the metal case 11. In other words, since the distance between the diaphragm 15 and the fixed electrode 17 is changed by the vibration of the diaphragm 15 due to the sound wave introduced through the sound wave inlet 12, the diaphragm 15 and the fixed electrode 17 according to the sound wave. The potential formed between the cavities changes.
상기 진동판(15)의 상단엔 절연재질로 성형된 도넛 형상의 스페이서(14)가 위치하고 있는데, 이 스페이서(16)는 진동판(15)과 고정전극(17)을 전기적으로 절연시켜 줌과 아울러 진동판(15)과 고정전극(17) 사이의 공극을 유지시켜, 금속 케이스(11)의 음파 유입구(12)를 통해 유입된 음파에 의해 진동판(15)이 진동할 수 있도록 한다.At the top of the diaphragm 15, a donut-shaped spacer 14 formed of an insulating material is positioned. The spacer 16 electrically insulates the diaphragm 15 and the fixed electrode 17, and the diaphragm ( The gap between the fixed electrode 17 and the fixed electrode 17 is maintained to allow the diaphragm 15 to vibrate by the sound wave introduced through the sound wave inlet 12 of the metal case 11.
하나의 전극인 진동판(15)에 대응하는 다른 하나의 전극인 고정전극(17)은 진동판(15)과 마주보는 면에 전하가 축적된 필름이 부착된 금속재질로 이루어지는 것으로서 이 고정전극(17)은 음파와 공기의 흐름을 위한 경로를 제공하기 위한 다수의 통공(18)을 가지며, 스페이서(16)를 사이에 두고 상기 진동판(15)과 일정간격의 공극을 유지하고 있다.The fixed electrode 17, the other electrode corresponding to the diaphragm 15, which is one electrode, is made of a metal material having a film on which charge is accumulated on a surface facing the diaphragm 15. Has a plurality of through holes 18 to provide a path for the flow of sound waves and air, and maintains a gap between the diaphragm 15 and the spacer 15 with a spacer 16 therebetween.
상기 고정전극(17) 위에 적층될 때 상기 고정전극(17)이 중앙에 내입된 상태로 적층되는 지지물(20)은 절연재질로 성형된 성형물로서, 중심으로부터 일정거리를 두고 음파의 전달을 지연시키기 위한 다수의 통공(21)이 형성되고, 외곽엔 상하로 일정높이의 턱(22a)(22b)이 형성되며, 상기 성형물의 상하면과 통공(21)에 니켈(27)이 진공 증착되어, 성형물의 상하면이 전기적으로 서로 접속된 구조를 갖는다. When the stacked electrode 17 is stacked on the fixed electrode 17, the support 20 stacked with the fixed electrode 17 embedded in the center is a molded article formed of an insulating material, and delays the transmission of sound waves at a predetermined distance from the center. A plurality of through-holes 21 are formed, and the jaws 22a and 22b of a predetermined height are formed on the upper and lower sides thereof, and nickel 27 is vacuum-deposited on the upper and lower surfaces and the through-holes 21 of the molding, The upper and lower surfaces have a structure electrically connected to each other.
물론, 전기적인 접속을 위해 지지물(20)의 표면에 진공 증착되는 니켈(27)은 진공 증착방법이 아닌 다른 방법으로도 처리할 수 있을 뿐만 아니라 지지물(20)의 표면은 니켈뿐만 아니라 전기적인 접속이 가능한 다른 재질을 사용하여 처리하여도 무방하다.Of course, the nickel 27 vacuum deposited on the surface of the support 20 for the electrical connection can be treated by a method other than the vacuum deposition method, and the surface of the support 20 is not only nickel but also an electrical connection. This may be done using other possible materials.
상기 지지물(20)은 지지물(20)의 뼈대가 되는 성형물의 표면 전체에 니켈(27)을 진공 증착한 후 성형물의 측면(24)과 상하면 외곽의 모서리(23a)(23b)에 진공 증착된 니켈(27)을 절삭 가공방법으로 제거하여 고정전극(17)이 니켈(27)을 매개로 금속 케이스(11)와 전기적으로 접속되지 않도록 한다. The support 20 is vacuum deposited nickel on the entire surface of the molding to be a skeleton of the support 20, and then vacuum deposited nickel on the edges 23a and 23b of the upper and lower outer sides of the molding 24. (27) is removed by a cutting process so that the fixed electrode 17 is not electrically connected to the metal case 11 via the nickel 27.
다시 말해, 지지물(20)의 표면에 진공 증착된 니켈(27)은 고정전극(17)과 인쇄회로기판(25)을 전기적으로 연결해 주는 하나의 루프를 형성하지만, 고정전극(17)과 금속 케이스(11)가 전기적으로 접속되지 않도록 하는 역할도 한다. In other words, the nickel 27 vacuum-deposited on the surface of the support 20 forms a loop for electrically connecting the fixed electrode 17 and the printed circuit board 25, but the fixed electrode 17 and the metal case It also serves to prevent (11) from being electrically connected.
상기 지지물(20)은 고정전극(17)을 내입한 상태에서, 스페이서(16)의 상단에 위치하며 고정전극(17)과 금속 케이스(11)를 절연시키고, 인쇄회로기판(25)의 음파 유입구(26)를 통해 유입되는 음파의 전달을 지연시키며, 고정전극(17)을 인쇄회로기판(25)에 형성된 FET의 게이트에 전기적으로 연결시켜 주는 역할을 한다.The support 20 is located at the top of the spacer 16 in the state in which the fixed electrode 17 is inserted, insulates the fixed electrode 17 and the metal case 11, and the sound wave inlet of the printed circuit board 25 is provided. Delaying the transmission of the sound waves flowing through the (26), and serves to electrically connect the fixed electrode 17 to the gate of the FET formed on the printed circuit board 25.
특히, 고정전극(17)과 지지물(20) 사이에 소정 두께의 필터(19)가 내입되어 있어, 인쇄회로기판(25)의 음파 유입구(26)를 통해 진동판(15)에 전달되는 음파가 지연 전달되게 된다.In particular, a filter 19 having a predetermined thickness is interposed between the fixed electrode 17 and the support 20, thereby delaying sound waves transmitted to the diaphragm 15 through the sound wave inlet 26 of the printed circuit board 25. Will be delivered.
마지막으로 금속 케이스(11) 내의 최상단에 적층되는 인쇄회로기판(25)은 상기 금속 케이스(11) 내에 적층됨에 따라 금속 케이스(11) 및 지지물(20)과 전기적으로 접속되는 것으로서, 진동판(15)의 진동으로 인한 진동판(15)과 고정전극(17) 사이의 정전용량의 변화에 따른 전위변화를 전기신호로 증폭 변환하기 위한 FET가 납땜되어 있다. 또한 인쇄회로기판(25)에는 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생되는 음파가 진동판(15)에 전달될 수 있도록 다수의 음파 유입구(26)가 천공되어 있다.Finally, the printed circuit board 25 stacked on the uppermost end of the metal case 11 is electrically connected to the metal case 11 and the support 20 as the metal case 11 is stacked in the metal case 11. An FET for amplifying and converting a potential change according to a change in capacitance between the diaphragm 15 and the fixed electrode 17 due to the vibration of the electric signal is soldered. Also, a plurality of sound wave inlets 26 are perforated in the printed circuit board 25 so that sound waves generated from the rear of the condenser microphone can be transmitted to the diaphragm 15.
상기한 구성의 콘덴서 마이크로폰이 후방에서 발생한 음을 상쇄 소거하면서 전방에서 발생한 음을 수집하는 과정을 도7에 의해 설명한다.The process of collecting the sound generated in the front while canceling the sound generated in the rear by the condenser microphone having the above-described configuration will be described with reference to FIG.
먼저, 콘덴서 마이크폰의 전방에서 발생한 음파가 금속 케이스(11)의 음파 유입구(12)를 통해 곧바로 진동판(15)에 가해져 진동판(15)이 전방에서 발생한 음파에 따라 진동한다.First, the sound wave generated in front of the condenser microphone is applied to the diaphragm 15 directly through the sound wave inlet 12 of the metal case 11, and the diaphragm 15 vibrates according to the sound wave generated in the front.
또한, 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생된 음파가 금속 케이스(11)의 외곽을 돌아 금속 케이스(11)의 음파 유입구(12)를 통해 진동판(15)에 가해짐과 아울러 후방에서 발생된 음파가 인쇄회로기판(25)의 음파 유입구(26)를 통해 지지물(20)의 통공(21), 필터(19), 고정전극(17)의 통공(18) 등을 통해 시간 지연된 상태로 진동판(5)에 가해진다.In addition, the sound wave generated from the rear of the condenser microphone is applied to the diaphragm 15 through the sound wave inlet 12 of the metal case 11 around the outer side of the metal case 11 and the sound wave generated from the rear side is printed circuit. The sound wave inlet 26 of the substrate 25 is applied to the diaphragm 5 with a time delay through the through hole 21 of the support 20, the filter 19, the through hole 18 of the fixed electrode 17, and the like. All.
다시 말해, 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생된 음파는 음파 유입구(12)를 통해 진동판(15)에 정상적으로 유입되지만, 인쇄회로기판(25)의 음파 유입구(26)를 통해서는 지지물(20)에 형성된 통공(21)과 필터(19)에 의해 전달시간이 지연된다. In other words, the sound waves generated from the rear of the condenser microphone normally flow into the diaphragm 15 through the sound wave inlet 12, but through holes formed in the support 20 through the sound wave inlet 26 of the printed circuit board 25. The transfer time is delayed by the 21 and the filter 19.
따라서 전방의 음파 유입구(12)를 통해 유입된 음파가 후방의 음파 유입구(26)를 통해 음파에 의해 상쇄되어 후방에서 발생된 음파가 진동판(15)을 진동시키기 위한 음파로서 역할을 하지 못하므로 진동판(15)은 전방에서 발생한 음파에 의해서는 진동하게 된다.Therefore, the sound wave introduced through the sound wave inlet 12 in the front is offset by the sound wave through the sound wave inlet 26 in the rear, so that the sound wave generated from the rear does not act as a sound wave for vibrating the diaphragm 15. Numeral 15 vibrates by the sound waves generated from the front.
특히, 지지물(20)의 통공(21)과 필터(19)가 음파 유입구(26)를 통해 유입되는 음파의 전 주파수 대역에 대해 시간지연을 가함으로써 도8과 같은 콘덴서 마이크로폰의 전면(위) 혹은 후방(아래)에서 각 주파수 대역에 대한 특성을 얻을 수 있다.In particular, the through hole 21 and the filter 19 of the support 20 impose a time delay on the entire frequency band of the sound wave flowing through the sound wave inlet 26, so that the front (top) of the condenser microphone as shown in FIG. Characteristic for each frequency band can be obtained at the rear (below).
물론, 통공(21)의 깊이와 직경 및 각 구성요소들 간의 거리 등에 의해 음파의 지연시간과 시간 지연되는 주파수 대역을 조절할 수 있다. Of course, it is possible to adjust the delay time and the frequency delayed frequency band of the sound wave by the depth and diameter of the through hole 21 and the distance between each component.
본 발명은 가정에서 사용하는 음향기기와 각종 방송장비 및 녹음장비, 디지털 카메라, 이동통신단말기 등에 장착되어 음성이나 음향 등을 수집하는 마이크에 관한 기술로서 각종 장비들의 소형화, 고급화, 박형화 등에 유용하고, 특수 목적을 위한 마이크 제작에 유용하다.The present invention is a technology related to a microphone for collecting voice or sound, etc., which is mounted on a sound apparatus used in homes, various broadcasting equipment and recording equipment, a digital camera, a mobile communication terminal, and the like, and is useful for miniaturization, enhancement, and thinning of various equipments. Useful for making microphones for special purposes.
본 발명은 콘덴서 마이크로폰의 부품 수를 줄이고 두께를 최소화하며 조립공정을 단순화하면서도 지향특성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the number of parts of the condenser microphone, minimizing the thickness, and simplifying the assembly process while improving the directivity.
또한 본 발명은 콘덴서 마이크로폰의 부품 수가 줄고 조립공정이 단순화되어 콘덴서 마이크로폰의 전체 두께를 줄임과 아울러 생산원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the number of parts of the condenser microphone and the assembly process is simplified to reduce the overall thickness of the condenser microphone and lower the production cost.
그리고 본 발명은 인쇄회로기판의 음파 유입구를 통해 진동판에 전달되는 음파를 전 주파수 대역에 대해 시간 지연시킴으로써 콘덴서 마이크로폰의 후방에서 발생되는 전방에 있는 금속 케이스의 음파 유입구를 통해 진동판에 전달되는 음파를 효율적으로 상쇄시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention efficiently delays the sound wave transmitted to the diaphragm through the sound wave inlet of the printed circuit board for the entire frequency band, thereby efficiently absorbing the sound wave delivered to the diaphragm through the sound wave inlet of the metal case in front of the condenser microphone. There is an effect that can be canceled.
이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the specific embodiments described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims. .
도1은 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 절개 사시도이다.1 is a cutaway perspective view showing a conventional condenser microphone.
도2는 종래의 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a conventional condenser microphone.
도3 및 도4는 종래 콘덴서 마이크로폰의 지향특성을 나타낸 도면이다.3 and 4 show the directing characteristics of the conventional condenser microphone.
도5는 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view showing a condenser microphone according to the present invention.
도6은 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 절개 사시도이다.6 is a cutaway perspective view of a condenser microphone according to the present invention;
도7은 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰을 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a condenser microphone according to the present invention.
도8은 본 발명에 의한 콘덴서 마이크로폰의 지향특성을 나타낸 도면이다.8 is a view showing the directing characteristics of the condenser microphone according to the present invention.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-
10 : 부직포 11 : 금속 케이스 10 nonwoven fabric 11: metal case
12, 26 : 음파 유입구 13 : 상단12, 26: sound wave inlet 13: the top
14 : 진동판 플레이트 15 : 진동판 14: diaphragm plate 15: diaphragm
16 : 스페이서 17 : 고정전극 16 spacer 17 fixed electrode
18, 21 : 통공 19 : 필터18, 21: through hole 19: filter
20 : 지지물 22a, 22b : 턱20: support 22a, 22b: jaw
23a, 23b : 모서리 24 : 측면 23a, 23b: corner 24: side
25 : 인쇄회로기판 27 : 니켈 25: printed circuit board 27: nickel
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